Problema — Vero o falso su forze e moto

Testo

Vero o falso, motivando: (a) se su un corpo non agiscono forze, esso è necessariamente fermo; (b) le forze del terzo principio agiscono sullo stesso corpo; (c) il peso di un corpo cambia sulla Luna, ma la sua massa no; (d) l’attrito statico ha sempre modulo $\mu_s R$.

Soluzione

(a) Falso. Il primo principio afferma che, in assenza di forze (o con forza netta nulla), un corpo mantiene il proprio stato di moto: se era fermo resta fermo, ma se era in movimento prosegue di moto rettilineo uniforme, con velocità costante in modulo, direzione e verso. Lo stato di quiete è solo un caso particolare, quello con velocità nulla. Dunque “nessuna forza” non implica “fermo”.

(b) Falso. Le due forze di una coppia azione—reazione agiscono su corpi diversi: se il corpo A esercita una forza sul corpo B, il corpo B esercita su A una forza uguale e opposta. Proprio perché sono applicate a corpi distinti, non si sommano mai sullo stesso corpo e non si “equilibrano” a vicenda.

(c) Vero. La massa misura la quantità di materia ed è una proprietà intrinseca del corpo: non cambia spostandosi da un pianeta all’altro. Il peso è invece la forza gravitazionale $P = m\,g$, che dipende dall’accelerazione di gravità locale. Sulla Luna $g_{\text{L}} \approx 1{,}6\;\text{m/s}^2$, circa un sesto di quella terrestre, quindi il peso diventa circa un sesto, mentre la massa resta identica.

(d) Falso. L’attrito statico è una forza variabile: si adatta alla forza applicata per mantenere il corpo fermo, assumendo il valore necessario all’equilibrio. Può quindi valere da zero fino a un massimo, $f_s \le \mu_s R$. La quantità $\mu_s R$ rappresenta soltanto il valore massimo, raggiunto nell’istante immediatamente precedente al distacco (corpo “sul punto di scivolare”).

Riepilogo. $\ev{\text{(a) F}\quad\text{(b) F}\quad\text{(c) V}\quad\text{(d) F}}$

Collegamenti

Argomenti: Dinamica Concetti: Primo principio della dinamica · Terza legge di Newton · Forza peso · Attrito statico